Pátá základní síla vesmíru možná existuje, naznačují pokusy

Další krok na cestě k potvrzení existence páté základní síly hlásí američtí vědci z fyzikální laboratoře Fermilab nedaleko Chicaga. Od roku 2021, kdy poprvé výsledky oznámili, sesbírali více dat a tvrdí, že dvakrát snížili pravděpodobnost, že jde jenom o statistickou chybu.

V současné fyzice se v souladu s takzvanou standardní teorií má za to, že interakce veškerých částic a předmětů mají na svědomí čtyři základní síly: gravitace, elektromagnetismus a silná a slabá jaderná síla. A přestože důkazy o přítomnosti páté síly jsou podle některých vědců dost přesvědčivé, pokrok v tomto výzkumu zatím nelze označit za vědecký průlom.

Prokázání páté interakce by mohlo vést k objasnění některých velkých fyzikálních záhad posledních desetiletí, například existence takzvané temné energie ve vesmíru, která podle některých teorií způsobuje, že se rychlost rozpínání vesmíru stále zrychluje místo toho, aby se postupně zpomalovala.

Výzkumníci při experimentech pracují s miony, elementárními částicemi podobnými elektronům, ale 200krát těžšími. Fermilab v rámci experimentu Muon g-2 posílá miony dokola v elektromagnetu ve tvaru prstence s průměrem asi 15 metrů, který má velmi stabilní a přesně změřené magnetické pole. Miony by v něm měly podle standardního modelu „kmitat“ určitou rychlostí. Vědci ale při měřeních zjistili, že jejich chování takovému standardnímu modelu neodpovídá. A zatím nenašli žádné jiné racionální vysvětlení – pracují tedy s hypotézou, že by za tím mohla být síla, kterou zatím nedokázali popsat.

Vědci z Fermilabu doufají, že získají dostatečná data a v příštích dvou letech odstraní teoretické pochybnosti. Přítomnost páté interakce se však snaží dokázat i konkurenční vědecký tým Velkého hadronového urychlovače (LHC) ve švýcarském Cernu. Ten zaujalo jakési chvění, které v experimentu pozoruje.

Profesor Jon Butterworth z University College London, který právě na tomto experimentu Atlas na LHC pracuje, pro deník The Guardian řekl: „Chvění je způsobeno interakcí mionů s magnetickým polem. Ve standardním modelu se dá vypočítat velmi přesně, ale tento výpočet zahrnuje kvantové smyčky, v nichž se objevují známé částice. Pokud se měření neshodují s předpovědí, mohlo by to naznačovat, že se ve smyčkách objevuje nějaká neznámá částice, která by mohla být například nositelem páté síly.“

Podle Butterworthe je situace nadějná, ale současně trošku nejasná: „Pokud se nesrovnalost potvrdí, budeme si jisti, že je tu něco nového a vzrušujícího, ale nebudeme si jisti, co to přesně je. V ideálním případě by nesrovnalost poskytla informace o nových teoretických myšlenkách, které by vedly k novým předpovědím, například o tom, jak bychom mohli najít částici, která je nositelem nové síly, pokud to je právě ona. Konečným potvrzením by pak bylo sestavení experimentu, který by tuto částici přímo objevil.“

Butterworth dodal, že neočekávaná frekvence mionových kmitů je jedním z nejdéle trvajících a nejvýznamnějších rozporů mezi měřením a standardním modelem.

„Toto měření je velkým úspěchem a je velmi nepravděpodobné, že by teď bylo chybné,“ řekl. „Pokud se tedy předpovědi teorie vyřeší, mohlo by se skutečně jednat o první potvrzený důkaz páté síly – nebo něčeho dalšího podivného a mimo standardní model.“

Tajemství v nitru hmoty

„Měření chování, které neodpovídá předpokladům standardního modelu, je svatým grálem částicové fyziky. Je takovou startovací pistolí na dráze k revoluci našeho chápání, protože (standardní) model ustál experimenty posledních padesáti let,“ popsal Mitesh Patel z Královské univerzity v Londýně pro BBC.

Spolehlivé prokázání přítomnosti páté interakce by bylo jedním z největších fyzikálních objevů od dob Einsteinových teorií relativity, dodává BBC.

Jak by vypadala pátá síla?

„Máme důvody věřit, že nám něco uniká,“ uvedl pro odborný časopis Scientific American fyzik Eric Adelberger z Washingtonské univerzity, který se na studii nepodílel. Jeho vlastní tým už dříve hledal některé z navrhovaných nových sil, ale nenašel vůbec nic. Ve studii, za kterou získal roku 2021 prestižní cenu Breakthrough Prize, vědci pod jeho vedením došli k závěru, že pátá síla musí být mnohem slabší, než předpovídaly některé teorie, anebo že prostě neexistuje.

Její vliv na vesmír by byl velice jemný, už jen proto, že se většina jevů v kosmu dá vysvětlit zcela bez ní a není v nich ani zmínka po nějaké síle, která by tam byla „navíc“.

Podle Adelbergera je měření příslušných interakcí mimořádně náročné, mimo jiné proto, že typický objekt, který se má sledovat, je asi milionkrát menší než šířka průměrného lidského vlasu. Sebemenší vliv jiných známých sil, jako je elektromagnetismus, může taková jemná měření snadno zhatit. 

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Za padesát let zmizely tři čtvrtiny volně žijících obratlovců

Populace volně žijících obratlovců klesly v letech 1970 až 2022 v průměru o 73 procent. Největšími hrozbami pro tyto živočichy jsou ztráta a degradace stanovišť, nadměrné využívání přírodních zdrojů, klimatická změna, znečištění, invazní druhy nebo nemoci. Nejhůře jsou na tom sladkovodní populace živočichů, které poklesly průměrně o 85 procent. Vyplývá to ze Zprávy o stavu planety 2026 (Living Planet Report).
před 2 hhodinami

Emise skleníkových plynů za poslední dekádu měly dopad na sílu veder v Evropě, ukazuje studie

Když Evropu zasáhne mimořádná vlna veder, dokážou klimatologové poměrně dobře stanovit, jakou roli v ní sehrála člověkem způsobená změna klimatu. Nedávno publikovaná studie si ale klade mnohem složitější otázku – dá se v konkrétní vlně veder rozeznat vliv části skleníkových plynů, konkrétně těch, které lidstvo vypustilo teprve během posledních deseti let?
před 6 hhodinami

AI vyřešila stovky matematických problémů, tvrdí OpenAI. Vědci protestují

Společnost OpenAI zaměřená na výzkum a vývoj umělé inteligence (AI) zveřejnila rozsáhlou sbírku matematických výpočtů, které vytvořil její nový interní model. Podle deníku The New York Times (NYT) výsledky na jednu stranu odhalují, čeho jsou nejpokročilejší modely AI schopny, ale vyvolávají i otázku, do jaké míry se výsledky opírají o práci skutečných matematiků. Překotný vývoj AI také vyvolává obavy, že firmy technologii vyvíjejí rychleji, než se změně dokáže přizpůsobit akademické prostředí.
před 23 hhodinami

Rakovina dutiny ústní zabije ročně stovky Čechů. Člověk ji může odhalit sám, radí stomatolog

Stovky lidí ročně zbytečně zemřou na rakovinu dutiny ústní, hlavně proto, že se s touto diagnózou dostanou k lékaři pozdě. Ve skutečnosti mohou ale hodně udělat sami, tento nádor se dá totiž odhalit i pomocí samovyšetření. Včasný záchyt je pro toto zhoubné onemocnění klíčový, říká v rozhovoru pro ČT24 přednosta Stomatologické kliniky FN Plzeň Lukáš Hauer.
včera v 16:26‌‌

Větrné elektrárny mohou ochlazovat mořskou hladinu, ukázal výzkum

Spočítat dopady větrných elektráren na okolí není úplně snadné – zejména na moři, kde existuje spousta nejrůznějších vlivů, jejichž dopady komplikují vyhodnocení. Teď přišli s kvalifikovanými odhady experti ze Skotska.
včera v 13:12‌‌

Zemřela Margaret Hamiltonová, která vyvíjela programy pro NASA

Ve věku devadesáti let zemřela americká softwarová inženýrka Margaret Hamiltonová, která vedla tým, jenž vyvíjel letový software pro program Apollo amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA). Informoval o tom její někdejší zaměstnavatel, Massachusettský technický institut (MIT).
včera v 12:13‌‌

Největší soukromá archeologická společnost na světě končí, stovky vědců jsou bez práce

„Archeologie jako byznys s růstovou strategií“ – takový byl záměr americké soukromé společnosti Chronicle Heritage, která zaměstnávala stovky archeologů, antropologů a paleontologů. Na začátku října přestala fungovat, možná i kvůli obavám z budoucího nedostatku financí.
včera v 11:08‌‌

WHO žádá informace o výskytu moru v Rusku. Podle Moskvy epidemie nehrozí

Světová zdravotnická organizace (WHO) požádala ruské úřady o informace ohledně zpráv médií, že se v sibiřském ústavu pro boj proti moru nakazil další zaměstnanec. Laborantka ústavu podle ruských médií nedávno zemřela na plicní mor, zatímco ruské úřady výskyt moru popírají a tvrdí, že mladá žena podlehla zápalu plic nezjištěného původu. Ruský úřad pro ochranu spotřebitelů Rospotrebnadzor ve středu uvedl, že obyvatelé Irkutské oblasti na Sibiři nečelí žádnému epidemickému nebezpečí.
7. 10. 2026Aktualizováno7. 10. 2026‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.